• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.110-110
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• 2017

마이크로 플루이딕 디바이스는 화학, 생물학 실험 및 생체 의학 진단을 위한 플랫폼으로 지난 20년간 그 사용 및 연구가 증가되어 왔다. 마이크로 플루이딕 디바이스를 제작하는 데 있어 가장 일반적으로 사용되는 재료는 실리콘이지만 비용이 많이 들고 불투명하므로 광학 검출이 필요한 곳에 적용이 제한된다. 이러한 측면에서 열가소성 플라스틱은 상업화의 중요한 요소인 대량 생산에 있어 큰 잠재력을 가지고 있으며 저렴하고, 가공이 쉽고, 유연하고, 광학적으로 투명하고, 화학적으로 불활성이며, 생체적합성을 가진다. 본 연구에서는 열가소성 플라스틱의 일종인 PMMA Poly(methylmethacrylate)를 효율적으로 접합하기 위해 비교적 낮은 온도와 낮은 압력에서 에탄올을 활용한 접착방식을 개발하였다. 먼저, PMMA 기판의 전체 표면을 $80^{\circ}C$에서 20 분 동안 에탄올로 처리한 후, $60^{\circ}C$에서 20 분간 열 압착하는 방식으로 영구적인 결합이 이루어졌다. 결합 강도 및 채널의 sealing 정도를 확인하기 위해, 인장 강도, 누수 및 파열 테스트를 수행하였다. 결합강도는 약 12.4 MPa로 타 연구와 비교할 때 매우 높았으며 마이크로 채널의 전체 내부 체적보다 거의 450 배 높은 강한 액체 흐름을 견딜 정도로 견고한 결합이 유지되었다. 열가소성 플라스틱의 본딩에 사용되는 유기 용매는 광학 특성을 희생시키지 않으면서 결합 속도를 높일 수 있지만, 결합 공정 중에 용매로 인해 마이크로 채널이 막히는 현상이 발생될 수 있다. 따라서, 견고한 본딩을 유지하면서 채널 막힘을 방지하기 위해 마이크로 채널을 소수성으로 선택적으로 처리하여 내벽의 표면 특성을 튜닝해 주는 기법을 추가로 적용하였다. 본 연구에서 사용한 방법은 아민-PDMS (polydimethylsiloxane) 링커를 적용하여 기판 표면의 극성을 변경시켜 주었다. 아민-PDMS 링커는 PC (polycarbonate), PET (polyethylene terephthalate), PVC (polyvinyl chloride) 및 PI (polyimide)와 같은 다양한 열가소성 플라스틱의 표면 소수성을 현저히 증가시키며 화학적, 열적 안정성이 뛰어나다. 아민-PDMS 링커는 PMMA의 카보닐 그룹과 반응할 수 있는 아민 사이드 그룹을 포함하는 PDMS 백본으로 구성되며 처리된 대상표면을 소수성으로 만든다. 아민-PDMS 링커 처리 이후 채널은 소수성으로 변화되었으며 이는 접촉각(contact angle)의 증가로 확인되었다. 코팅된 채널을 에탄올로 30분간 80도에서 처리하여도 소수성은 그대로 유지되어 마이크로 채널의 선택적인 소수성 코팅이 성공적으로 수행되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권2호
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• pp.82-87
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• 2013

본 논문에서는 해수에 잠겨있는 물체표면의 물리적 성질과 생물오손현상 간의 상관관계를 관찰하기 위하여 생물오손에 미치는 소수성(hydrophobic) 표면의 효과에 대해 실험해석을 수행하였다. 시편으로서, 일반알루미늄, 소수성표면을 가진 알루미늄, 친수성(hydrophilic)표면을 가진 알루미늄 등 세 종류를 사용하였으며, 단, 소수성시편의 경우, AAO(Anodic Aluminum Oxide)기법으로 제작한 것과 HDFS(heptadecafluoro-1,1,2,2,-tetrahydrodecyltricholorosilane)코팅처리하여 제작한 것, 두 종류를 사용하였다. 세 종류, 네 개의 시편에서 확인된 생물오손정도는 중장기적인 면에서는 시편 간에 큰 차이가 없지만, 오손초기에는 괄목할 만한 차이가 관찰되었다. 생물 부착물의 두께가 소수성표면의 미세돌기 높이에 다다를 때 까지는 소수성표면의 오손지연효과가 현저하게 나타나나, 일단 이를 초과하면 소수성표면의 오손방지효과는 소멸됨을 확인하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1999년도 정기총회 및 춘계 공동 학술발표회
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• pp.94-96
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• 1999

충북 단양에 위치한 조일 광산에서 채취한 구리와 아연으로 오염된 광미(광산 폐기물로서 금속 추출 후 남은 찌꺼기)를 효율적으로 처리하기 위한 생물학적 용출기법(bioleaching) 에서 기본 배지 조성(9K medium)을 변화시켜 미생물의 표면 특성을 측정하고 미생물 표면 특성이 용출 효율에 미치는 영향을 관찰하였다. 인을 첨가하지 않았을 때 소수성 값은 62.5％, 질소원 농도가 45mM일 때의 소수성 값은 66.7%로 미생물 표면 특성이 가장 소수성인 특성을 가지고 있었으며, 구리와 아연의 용출 효율도 가장 높게 나타나는 상관 관계를 나타냈다. 또한 광미에 부착된 미생물의 양을 측정해 본 결과, 미생물 표면 특성이 소수성일수록 광미에 부착된 미생물의 양도 많다는 것을 알 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.154-154
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• 2015

소수성 코팅은 광범위하게 응용 가능하다. 희토류 금속 산화물(Rare earth oxides, REO)은 소수성 코팅 물질로써 우수한 열적 기계적 안정성으로 인해 전도유망하다. 본 연구는 원자층 증착법(Atomic layer deposition, ALD)을 이용한 나노 단위 두께의 희토류 금속 산화물 박막을 이용하여 소수성 코팅의 기초 연구이다. 미래 소수성 코팅 물질로써의 응용 가능성을 함께 다룬다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2000년도 정기총회 및 봄 학술발표회
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• pp.206-207
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• 2000

고분자 담체의 경우 표면의 화학적 성질인 소수성과 물리적 성질인 표면거칠기는 미생물 부착과 관련이 있지만 두 요소 중, 표면거칠기의 영향이 더 크다고 볼 수 있으며 담체 표면의 소수성이 작고 표면거칠기가 클수록 혐기성 미생물이 잘 부착되었다.

• KSBB Journal
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• 제16권3호
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• pp.225-232
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• 2001

미생물 세표표면의 소수성은 다른 미생물과의 flocculation, 액상이나 고형물질에 부착하거나 수용액에서의 부유현상 (floatation)과 같이 미생물과 다양한 물질사이의 표면 반응에 관여한다. 이러한 점에서 미생물 세포의 소수성은 의학분야 뿐만 아니라 생물공학의 다양한 분야에서 중요한 의미를 갖는다. 이 총설에서논 미생물 세포표면의 소수성과 관련된 특성과 물질, 그리고 세포표면의 소수성을 이용한 예를 중점적으로 기술하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.56-56
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• 2009

반도체 device가 점점 고집적화, 다층화 되면서 막질의 평탄화를 위한 CMP (chemical mechanical planarization) 공정은 반도체 제작 공정에서 필수 요건이 되었다. 특히 pad conditioning은 CMP 공정 중, 막질의 제거율과 균일도를 유지시키기 위한 중요한 공정이다. 하지만, conditioner를 장시간 사용할 경우 slurry residue와 같은 잔류 오염물질들이 conditioner의 표면의 오염을 유발할 수 있고 이로 인해 conditioner의 수명이 단축되거나 웨이퍼 표면에 결함을 유발할 수도 있다. 본 연구에서는 이를 방지하기 위해 vapor SAM을 이용하여 Ni conditioner 표면에 소수성 박막을 증착하여 오염여부를 평가해 보았다. 먼저, Ni wafer를 이용하여 증착 온도와 압력에 따라 소수성 박막을 증착하여 표면특성을 평가해 보았다. 증착전과 후에 Ni wafer 표면의 접촉각은 contact angle analyzer (Phoenix 400, SEO, Korea)를 이용하여 측정하였다. 박막 표면 형상과 거칠기는 AFM (XE-100, PSIA, Korea)를 이용하여 평가되었고 묘면 성분 분석을 위해 FT-IR (Nicolet 6700, Thermo Scientific, USA)이 사용되었다. SEM (S-4800, Hitach, Japan)은 박막 증착 전과 후의 conditioner를 이용하여 실제 conditioning후 conditioner 표면의 particle 오염정도를 관찰하기 위해 사용되었다. 또한, conditioner 표면에 실제 오염되어있는 particle 개수를 평가하기 위해 particle size analyzer (Accusizer 780A, Particle Sizing Systems Co., USA)을 사용하였다. 본 실험을 통해 최적 증착 조건을 확립하였으며 실제 conditioner 표면에 소수성 박막을 증착 후 $100^{\circ}$ 이상의 높은 contact angle을 확인할 수 있었다. 또한, 소수성 박막이 증착된 conditioner의 경우 실제 conditioning후 표면 particle 오염이 현저히 감소되었음을 확인할 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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• pp.102-103
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• 2008

EHD(Electrohydrodynamics, 전기수력학)를 기반으로 한 정전기장 유도 잉크젯(또는 EHD jet) 헤드는 적층, 식각 작업 등의 일련의 과정을 생략하게 해줌으로써 마이크로 단위의 패 터닝 작업을 용이하게 해주고, 대기압 플라즈마 발생장치를 이용한 표면의 개질은 친수성 특성을 갖는 표면을 소수성 특성을 갖도록 변형시켜 주어 접촉각을 높임으로써 패턴의 크기를 줄여주는 효과가 있다. 본 연구에서, 대기압 플라즈마 발생 장치를 이용하여 유리의 표면을 소수성 특성을 갖도록 개질하여 정전기장 유도 잉크젯 헤드 장치를 이용한 패터닝 작업시, 패턴의 크기를 대폭 감소시키는 효과를 얻을 수 있었다.

• 대한화장품학회지
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• 제46권1호
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• pp.57-65
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• 2020

세정 과정에서 물에 의한 단백질 소실을 차폐막을 통해서 방지 하고자 먼저 모발 내부의 물 거동 경로를 파악하였다. 이를 위해서 소수성을 가지는 건강한 모발과, 모발 내부는 정상이지만 표면의 최외곽 지질층에서 18-methyleicosanoic acid (18-MEA)만 소실시켜 친수성이 된 모발과, 다시 표면에 18-MEA를 결합시킨 회복모를 이용해서 모발 수분의 거동을 파악하였다. 모발에 열을 가할 때 일어나는 수분 증발에 따른 질량 변화를 관찰한 결과 표면이 소수성인 모발들은 39 s와 151 s의 두개의 시간 상수로 감소하였다. 이에 반해 표면이 친수성으로 변한 손상 모발에서는 83 s의 하나의 빠른 시간 상수로 감소함을 확인하였는데, 이는 모발 내부에 있는 비결합과 결합 수분들이 외곽으로 빠져나올때 모발 표면에 소수성 막이 없음으로써 바로 용출됨을 반증한다. 따라서 세정과정에서 모발 내부의 단백질 용출을 효율적으로 방지하기 위해서는 모발 표면을 소수성 코팅하여 물분자의 거동을 저지시킬 필요가 있을 것이라는 가정한 결과 친수성 polyethylene glycol (PEG)를 코팅한 경우 179 ㎍/mL의 단백질이 용출한데 반해서 소수성 polydimethylsiloxane (PDMS)를 코팅한 모발은 보다 적은 148 ㎍/mL를 용출하였으며, 표면을 소수성 및 친수성으로 코팅하여 모발 내부 단백질을 검량하여 비교하였다. 마침내 소수성 차폐막이 세정 과정에서 모발 단백질 소실을 방어하는 방법이 됨을 확인하였고, 이 소수성 지표를 lateral force microscopy (LFM) 값으로 환산하여 정리하였다. 마침내 이 연구 결과물은 세정 과정에서 발생하는 단백질 소실을 소수성 코팅막을 부여함으로써 막을 수 있는 모발 세정제품 개발에 기여할 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.294-294
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• 2013

소수성을 띄는 표면은 자연으로부터 시작된 연구이다. 연잎, 소금쟁이 다리, 매미 날개 등 많은 자연의 표면은 150o보다 높은 접촉각을 지니기 때문에 물에 대한 반발이 심해져 약간의 기울임에도 쉽게 물방울이 굴러 떨어지고 이때 먼지를 제거할 수 있다. 자연현상을 이용해 물질 표면의 소수성 제어에 대한 다양한 연구가 진행 중이다. 친수성과 소수성은 일반적으로 표면에서 물방울의 contact angle 측정으로 확인 할 수 있다. Contact angle이 $90^{\circ}$ 작을 경우 친수성, $90^{\circ}$보다 클 경우 소수성이라고 한다. 이러한 기술을 이용해서 solar cell, 자동차 유리, 건물외벽, 등 다양한 분야에서 사용하고 있으며, 소수성 구조를 만드는 방법으로는 laser ablation, wet etching, 리소그라피 공정이 있는데, laser ablation의 경우 가격이 비싸다는 단점을 가지고 있으며, 반면 가격이 저렴한 wet etching의 경우 제어가 힘들다는 단점을 지니고 있다. 리소그라피 공정은 비싼 비용과 시간을 소비해야 하는 단점을 지니고 있다. 본 연구에서는 이러한 단점들을 개선하기 위해 공정 시간의 감소와, 저 비용으로 제작이 가능한 RIE (Recative Ion Etching)로 피라미드 구조를 만들었다. 형성된 구조물에 투명하고 균일하며, 낮은 계면에너지를 갖고 있는 PDMS (polydimethelsiloxine)로 mold을 수행하였다. RIE를 이용한 표면 구조는 Gas, Flow rate, Pressure, Power, Time 등을 조절하여 단결정 실리콘 기판 위에 피라미드의 크기를 조절하였다. 피라미드의 크기가 커짐에 따라 물과 PDMS가 닿는 면적이 줄어들면서 높은 소수성을 가지게 되는데, 높은 소수성 구조를 가지는 피라미드 형상을 찾기 위한 실험을 진행하였다. RIE 조건은 Flow rate: 30 sccm, Temperature: $10^{\circ}C$ Pressure: 100 mTorr, Power: 200 W, Process Time: 5~50 min으로 조절하며 공정을 수행하였고 RIE공정 후 SAMs (Self-Assembly Monolayers)을 진행하였으며, 마지막으로 PDMS를 이용하여 mold공정을 진행하였다. 그리고 SEM (Scanning Electron Microscope)장비를 이용하여 Etching된 단면을 관찰하였으며, 접촉각을 측정하였다. Process Time을 50 min로 공정하였을 때, 측정된 접촉각은 $134^{\circ}$였다.